Управление нагрузкой через gsm своими руками

Обновлено: 04.07.2024

Построив пару лет назад загородный дом, у меня как и у большинства дачников, встал вопрос с охраной загородного дома. А при желании приехать туда на выходные или праздники в зимний период, нужен был способ включить обогрев дома дистанционно за несколько часов до приезда, чтобы к приезду в доме было не так холодно, как на улице, а уже градусов +20С.

Занялся этим вопросом и выяснил: сейчас на рынке очень много различных систем и устройств, которые могут сочетать в себе всё то, что мне необходимо. Они делятся на два основных типа: первый тип - это те устройства, которыми можно управлять с телефона, набирая в тоновом режиме цифры от "0" до "9", включать или отключать необходимые программы работы или дополнительные устройства. Второй тип - это оборудование, которым необходимо управлять через интернет, с компьютера или телефона-смартфона. Вторые устройства были более продвинутые, но стоили в разы дороже и управлять ими, может и проще, но надо иметь под рукой интернет, а в загородном доме не всегда работает или присутствует интернет.

Поэтому был выбран первый вариант. Данные устройства представляют из себя небольшой блок (см. фото ниже), в который вставляется СИМ карта мобильного оператора связи (как в обычный телефон), и при звонке на этот номер с любого телефона можно не только управлять данным устройством, но и получать от него обратную связь. Для защиты его от постороннего вмешательства, набрав номер телефона, сначала необходимо в тоновом режиме ввести код доступа к устройству и только потом, нажимая на цифры 0-9, включать или отключать необходимые программы работы или включать/отключать дополнительное оборудование. Меня больше интересовал вариант именно с включением обогрева дома, поэтому рассматривался вариант с GSM розеткой. Но ввиду ограниченной мощности и небольшого функционала, выбор пал на устройство "Охранная GSM сигнализация" рис. 2.

GSM охрана

Сначала рассмотрим именно вариант GSM охраны, так как основное устройство, как уже говорил, выбрал именно как GSM сигнализацию.

Данное устройство, как на рис.2, представляет целый охранный комплекс с несколькими беспроводными датчиками и с GSM оповещением.

В комплект поставки входит:
Центральный блок (контрольная панель) - 1 шт.
Стабилизированный блок питания - 1 шт.
Антенна штыревая - 1 шт.
Пульт (брелок) - 2 шт.
Проводная сирена - 1 шт.
Беспроводной датчик для двери - 1 шт.
Беспроводной датчик движения - 1 шт.
Инструкция (на русском языке) - 1 шт.
При необходимости в магазинах вашего города можно докупить другие датчики: датчик дыма, утечки газа, температуры, уровня жидкости (воды, топлива) уличные сирены, усилители сигнала, реле и тд.

Вот что я заказал, и мне привезли на следующий день.
GSM сигнализация

GSM сигнализация комплект поставки

Данного комплекта вполне хватило, чтобы обеспечить охрану дома. Один беспроводной датчик был установлен на открытие металлической двери в дом, а второй IR-объемный в самом доме, на случай проникновения через окна. Вся настройка, согласно прилагаемой инструкции, заняла не более 20-30 минут. Сначала была установлена антенна, вставлена SIM карта и совершен звонок на указанный номер, чтобы проверить, что всё работает. Женский голос ответил: "введите код доступа". Далее я повесил трубку и отправил СМСкой два номера телефона на случай срабатывания, куда они должны будут послать СМС с номером сработавшей зоны и/или перезвонить. Далее, согласно инструкции, я прописал датчики по зонам и повесил их на свои места. Ну и конечно, самое интересное - это было проверить как они сработают. Если при открывании двери всё было понятно, то датчик движения было интересно обмануть. С учётом того, что на дворе уже декабрь, и время было тёмное, - попытался пройти, то быстро, то медленно, то со светом, то в темноте, но датчик всё равно меня засекал и включал мерзкий писк сирены, параллельно отправляя СМС со словом "ALARM" и номером сработавшей зоны. Меня это устроило, и я перешёл к основному, что требовалось мне от данного устройства, а это дистанционное GSM управление отоплением.

GSM управление отоплением дома своими руками

Как я уже писал выше, в принципе, большинство людей устроило бы устройство, которое называется "GSM розетка". Но мне надо было управлять не одним обогревателем, а как минимум тремя в разных комнатах и на двух этажах. Цена трёх розеток получалась выше и такое управление менее удобно в работе. Поэтому из огромного количества предложений на рынке я выбрал GSM сигнализацию, у которой было встроено реле мощностью 5А на 220в. Далее был подобран контактор с возможностью установки на DIN рейку в щиток со всей электрикой. Контактор подобрал исходя из количества потребителей и их мощности. Из бюджетного выбрал IEK КМ 40-40: на 4 линии по 10А каждая, с мощностью внутреннего реле и потребления электричества менее 0,1А, что с огромным запасом подходило к выбранной сигнализации.

GSM сигнализация разъем подключения

GSM сигнализация подключение контактора

Модульный контактор для GSM сигнализации

В своё время, когда я строил дом, и сейчас во всех проектах для ускорения процесса стройки я отказался от разветвительных коробок. У меня все провода от каждой лампочки и, практически, от каждой розетки приходили в щиток. Найдя по надписям на проводах необходимые розетки, не составило особого труда подключить каждый обогреватель на свою линию, оставив на розетки стандартные автоматы на 16А и не перегрузив сам контактор.
Схема подключения контактора

Щиток с установленным контактором и GSM-модулем для охраны и управления.

Настройка, подключение и установка всего оборудования заняла не более трёх часов. Теперь зная, что утром по зиме мы соберёмся на дачу, я с вечера в ночь (тариф меньше на электричество) включаю обогреватели, а к приезду во всём доме уже +20 +22С. В качестве обогревателей во всём доме были выбраны конвекторы Тимберк мощностью от 1,5кВт до 2кВт. Компания, которая продала и настроила мне GSM сигнализацию после моей доработки, теперь всем желающим предлагает её как способ охраны дома и возможное дистанционное GSM управление отоплением дома электрокотлом; с возможностью включения и выключения освещения, подсветки дома или другого оборудования.

Версия 1.1 - Добавлен режим охранной сигнализации, контроль наличия сетевого питания.

Версия 1.2 - Введена функция контроля температуры, дополнительный вход и режим дистанционного управления сигнализацией.

Версия 1.3 - Добавлен режим управления сигнализацией с помощью электронных ключей DS1990A.

Версия 1.4 - Введена функция сохранения состояния нагрузок в случае пропадания и восстановления сетевого питания.

Версия 1.5 - Добавлена функция баланса счета, возможность использования электронных ключей DS1990A или обычной кнопки.

Версия 1.7 - Финальная версия. Добавлен режим аудиоконтроля и импульсного управления нагрузками.

Версия Light - Новое конструктивное исполнение устройства.

Дополнительный модуль - Позволяет осуществлять контроль наличия напряжения на нагрузках и ручной режим управления.

возможность дистанционного управления (включение, выключение) любой электротехникой посредством команд с телефона;
контроль над климатом в помещении и поддержание температурного режима;
возможность использования в качестве компонента сигнализационной системы;
экстренное отключение электричества в доме.

GSM-розетка имеет вид обыкновенного переходника, который подключается к обычной розетке. Работа приборов, включенных туда, может регулироваться посредством звонка или смс на сим-карту, вставленную в слот розетки. Как запасной вариант, в собранной своими руками розетке должен обеспечиваться вариант управления вручную (обычно это кнопки, расположенные сбоку корпуса). Стоит рассчитывать, что собранное собственноручно устройство будет иметь мощность до 5 кВт. Это позволит использовать его для многих видов техники. Собрав розетку самостоятельно, вы получите возможность сэкономить 1000 рублей и больше, в зависимости от стоимости готовой розетки на рынке.

Способы применения смс-розетки

Принцип работы розетки реализован на основе расшифровки тонов — в современных телефонах применяется тональный набор. Эти сигналы имеют аббревиатуру — DTMF. Чтобы расшифровать частоту сигналов, потребуется поставить декодер.

Кроме того, некоторые специалисты рекомендуют экономить расход электроэнергии розеткой при помощи “экономителя” энергии, благодаря которому понижается нагрузка на сеть и ток ее потребления. Это экономит от 30 до 50% денег за платежи по электроэнергии.

А что думает специалист.

Принцип работы GSM-устройства основан на удаленном контролировании розетки, сигнал на нее может подаваться через радиоканал, Wi-Fi, мобильную сеть, вследствие чего цепь будет размыкаться или замыкаться, тем самым включая или выключая прибор. Некоторые модели умных розеток могут поддерживать 2 и более номера, оснащаться датчиками контроля состояния помещения.

Конструкция

GSM-розетка своими руками предполагает покупку реле, а также изготовление простого блока управления, расшифровующего тон. Функция реле будет состоять из включения и отключения контактов. А сигнализировать о выполнении команды ему будет декодер, что и показывает схема.

Соответственно, чтобы изготовить устройство, требуется приобрести поляризованное реле. У него есть пара катушек. Если к сети подключается одна из них, якорь притягивается к одному из релейных сердечников. Это будет препятствовать размыканию контакта даже в случае отсутствия напряжения. Для фиксации контакта в исходной позиции требуется, чтобы напряжение было подано на 2-ю катушку. Подающийся туда импульс должен иметь определенную амплитуду и продолжительность.

Для сетевой запитки розетки нужно спаять выпрямитель диодного типа. В нем содержится конденсатор, рассчитанный на напряжение до 24 В. Хоть это и нарушение техники безопасности, при подключении розетки мощностью до 3 кВт никак не скажется на работе приборов и не приведет к проблемам в сети.

Принцип работы

Модулем приема будет обычный телефон (для этого подойдет даже старый мобильник с функцией вибровызова) или приемник, снабженный декодером. Принцип работы устройства таков:

подключите реле. Когда вы его подключите, проверьте полярность напряжения, которая есть на выходе мобильного. Наличие в нем вибрации очень упрощает функционирование схемы;
когда виброзвонок срабатывает, оптронное реле открывает открытый транзистор, а также транзистор. Он заряжает конденсатор от устройства посредством одной из релейных обмоток;
якорь переключится, включая одну из пары релейных катушек, замыкающей контакт. Контакт отвечает за выключение или включение розетки;
после окончания вибрации (разрядки конденсатора) релейный якорь переводится в первоначальное положение;
если вибрация подается повторно, якорь переключается на 2-ю катушку, а цепь разъединяется.

Принцип работы смс-розетки

Важно, что вам не потребуется каждый раз настраивать телефон. Достаточно будет совершить на него звонок. Однако нужно знать, что реле будет срабатывать в случае, например, рассылки на мобильный спама.

Автор, специалист в сфере IT и новых технологий.

Получил высшее образование по специальности Фундаментальная информатика и информационные технологии в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова. После этого стал экспертом в известном интернет-издании. Спустя время, решил попробовать писать статьи самостоятельно. Ведет популярный блог на Ютубе и делится интересной информацией из мира технологий.

В любительских условиях можно собрать устройство на микроконтроллере и GSM модулем, найти ему применение можно во многих местах, в том числе в мелком бизнесе, офисе, квартире , даче , гараже… и т.д.

Написанное там, насчет подключения микрофона к модулю, а также там кратко , почему для питания модуля SIM800, нужно использовать DC step-down конвертер, актуально и в этой схеме.

Схема “ GSM good ”.

Используется GSM модуль SIM800L , распространенный недорогой модуль, легко купить, продается в виде отдельной готовой платки, применять просто и удобно.

Интересно было в этой схеме использовать так же возможности графического дисплея 128х64, выбор сделан в пользу более бюджетного ST7920. ( в архиве так же имеется прошивка, и для работы с дисплеем KS0108, если у кого такой имеется)

Основные функции, которые может выполнять “ GSM good ”.

1. Дистанционное управление н агрузками с помощью моб. телефона, SMS и DTMF команд.

2. Ввод команд управления с клавиатуры устройства

3. Контроль состояния входов и выходов* .

4. Контроль состояния нагрузок*.

5. Охранно - пожарная сигнализация

6. Контроль баланса счета*.

7. Аудио контроль объекта

8. Контроль рабочих параметров GSM модуля SIM 800 * (рекомендуется применять модуль SIM 800 L , возможной заменой является SIM 800 C ).

* текущее отображение на дисплее устройства, и по запросу пользователя, СМС на моб. телефон.

Далее по общему описанию, и описанные ниже варианты команд,

дают общее понятие как можно использовать эту программу управления.

При приеме звонков. на модем SIM800.

В режиме голосовой связи,
1. Возможен разговор между абонентами (или осуществляется прослушка помещения).
2. Управление с помощью DTMF команд ( эл.приборами подключенными к выходам МК)
3. Настройки параметров данного устройства , и разные СМС запросы параметров SIM800, в том числе в СМС состояние подключенной периферии к схеме.

Команды управления , с мобильного телефона и с клавиатуры устройства.

Второй канал, таймеры управляются аналогичными командами канала №1

Третий канал, тоже самое.

Вкратце , если рассматривать по блочно работу программы, то подробней из ее работы, можно про такие направления как охранная сигнализация и управление исполнительными устройствами на выходах МК.

Действия, на сработку входов A,B,C,D . для варианта №1

1.Дозвон на первые два номера, записанных в SIM карте телефона, по сработке входов A на номер №1, входы C на номер №2.
2.SMS на первые два номера, записанных в SIM карте телефона, по сработке входов B на номер №1, входы D на номер №2 . (модем отсылает СМС, на номера записанные в SIM – карте модема под №1 и №2)

(если использовать для управления 1 телефонный номер, тогда записать один и тот же телефон в первые две ячейки).
Особенности работы входов A,B,C,D на изменения сигналов на портах МК. A,B реагируют только на нажатие , C,D любое изменение их состояния.

В программе есть графический экран с примером анимации работы охранно пожарной сигнализации

Виды тревожных датчиков для работы в этом варианте программы,

В СМС придет информация , о текущем текущем состоянии датчиков, время на момент запроса СМС.
По сработкам время дата, какой датчик,
и статус сработки, толи это постановка снятие, или это тревожная охранная или пожарная сработка.
Так же если во время охраны производилась перезагрузка устройства(обесточка) на это тоже реакция программы, как на тревожную сработку.

Управление исполнительными устройствами на выходах МК, эта часть команд описана выше в командах под нумерацией от *100 до *155.

Естественно, что им можно придумать очень разнообразное применение.

Например, команда управления для выхода №1 с номером *115 …

Использовалась у меня некоторое время для кормления кота.

И мой кот стал первым испытателем этого GSM управления на первом канале.
Испытывал он это дело 4 дня, и с едой за это время проблем не было ))).

Блок команд под нумерацией от *300 до *350 управляет тремя каналами по таймеру (например освещением) , на каждый канал по два суточных таймера.

Задавать временные интервалы установок времени можно как с моб . телефона, так и с клавиатуры устройства.

Контролировать установки и состояние этих параметров можно визуально на графическом экране.

Находясь непосредственно у блока GSM управления, с помощью матричной клавиатура 3х4 (4х4), можно так же полноценно работать с управлением периферии МК и настройками программы (с клавиатуры осуществляется дублирование DTMF команд от телефона)

Текстовое содержание в SMS имеет такой вид и значение.

Пример SMS, приходящих на мобильный телефон в режиме охраны

При подключение модуля SIM800 нет никаких особенных настроек, нужно только убедится что, питание модуля SIM800 4 вольта ровно.

И скорость UART для обмена информацией модема с МК 115200 бод, в новом не использованном модеме по умолчанию установлено автоматическое определение скорости UART , если модем SIM800 с настройками по умолчанию подключить в правильно собранную схему “ GSM good ” , устройство начнет работать сразу.

В иных случаях , если модем ранее уже использовался в каких нибудь схемах, нужно через терминал сделать сброс настроек к заводским установкам командой AT&F, порт в режим автоматического выбора скорости обмена AT+IPR=0

Фото внешнего вида собранного устройства

Любителям пробовать тестировать схемы в протеусе, в архиве имеются два проекта в протеусе, под графический экран KS0108 и ST7920, при определенной сноровке, можно с помощью терминалов и АТ команд, довольно таки полноценно симулировать работу этой программы.

Архив с прошивками протеусом и печатной платой.

Для управления этой схемой существует мобильное приложение, скачать приложение для мобильного телефона можно по этой ссылке

Читайте также: